预氧化对高温CO2环境下典型耐热材料腐蚀行为的影响研究

为提高耐热材料在高温CO₂中的抗腐蚀性能，以耐热材料Sanicro 25、HR6W、HR230和740H为对象，经高温O₂短时预氧化后开展CO₂腐蚀实验。采用分析天平测量耐热材料腐蚀前后质量变化；利用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱分析仪表征腐蚀产物形貌、成分及其分布。实验结果表明：预氧化后耐热材料在900℃CO₂中的腐蚀动力学曲线符合抛物线规律；预氧化后4种耐热材料表面氧化物主要为Cr的氧化物和少量零星团状的Fe氧化物，该富Cr氧化膜有效减低腐蚀行为的离子扩散，从而降低耐热材料的腐蚀质量增加；耐热材料Sanicro 25和HR6W表面腐蚀层厚度减薄，而740H内氧化加剧。结合耐热材料腐蚀质量变化与腐蚀产物，高温预氧化处理可提高HR6W和HR230的抗高温CO₂腐蚀性能。     

Fe3Al的抗高温氧化和耐腐蚀性能

在７００℃与８５０℃的高温下，Ｆｅ３Ａｌ金属间化合物表面形成了Ａｌ２Ｏ３保护膜，使其抗氧化性能远优于不锈钢，２％Ｃｒ（原子百分比）加入Ｆｅ３Ａｌ会导致氧化过程初期氧化速率的增高，在熔融的硫酸盐和高压锅炉的烟气中，Ｆｅ３Ａｌ的耐热腐蚀性能优于高温合金ＧＨ１３２。     

Fe_3Al的抗高温氧化和耐热腐蚀性能

在７００℃与８５０℃的高温下，Ｆｅ＿３Ａｌ金属间化合物表面形成了Ａｌ＿２Ｏ＿３保护膜，使其抗氧化性能远优于不妨钢，２％Ｃｒ（原子百分比）加入Ｆｅ＿３Ａｌ会导致氧化过程初期氧化速率的增高，在熔融的硫酸盐和高压锅炉的烟气中，Ｆｅ＿３Ａｌ的耐热腐蚀性能优于高温合金ＧＨ１３２．     

新型SL3-1双翻斗型雨量传感器口径圈过早腐蚀的失效分析(英文)

对一种新型双翻斗型雨量传感器用口径圈过早发生腐蚀失效进行了全面、系统的分析.为找出其失效起因和失效机理,一系列表征分析手段用于该口径圈的材质检验及宏微观表面形貌分析.结果表明:材质本身存在的缺陷以及因加工引起的表面镀层不均匀是引发该新型口径圈过早腐蚀失效的主要原因.最后,针对上述结论对该失效提出了相应的解决建议.     

正压水煤气余热锅炉防磨瓦腐蚀失效分析

1Cr20Ni14Si2不锈钢防磨瓦在水煤气余热锅炉中运行被腐蚀甚至断裂,对正压水煤气立式余热锅炉过热器不锈钢防磨瓦断裂失效进行研究。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱分析仪(EDS)设备对锅炉1Cr20Ni14Si2不锈钢失效防磨瓦的表面腐蚀褐色粉末、不锈钢表面和人为断面成分进行测试。XRD测试结果表明表面褐色粉末存在多种金属氧化物和硫化物;EDS实验检测结果表明：不锈钢表面含大量S和O。这说明1Cr20Ni14Si2不锈钢在焦化炉中易被S腐蚀而失去不锈钢特性。EDS结果分析发现不锈钢Ni含量明显低于国标要求含量,降低了不锈钢韧性并降低其防腐蚀性能。烟气中S、C和O经腐蚀孔隙进入材料内部加速不锈钢内部腐蚀。研究结果对水煤气余热锅炉防磨瓦材料选型和防磨结构优化具有指导意义。     

盐雾对喷锡和化金印制电路板腐蚀行为的影响

采用交流阻抗谱研究热风整平无铅喷锡处理印制电路板( PCB-HASL)和无电镀镍金电路板( PCB-ENIG)在盐雾环境下的电化学腐蚀行为,并结合体式学显微镜、扫描电镜、X射线能谱等手段分析两种不同表面处理工艺电路板的腐蚀产物形貌、组成和镀层失效机制. 结果表明:盐雾环境下,PCB-HASL和PCB-ENIG均发生严重腐蚀;镀Sn层开始发生局部腐蚀,随后几乎整个表面都发生腐蚀,出现类似均匀腐蚀的现象,镀金板主要发生微孔腐蚀. 在PCB-HASL腐蚀过程中,Cl-的侵蚀作用促进Sn层的腐蚀,后来由于逐渐形成大量的覆盖在镀层表面的腐蚀产物,使得腐蚀速率降低;而在PCB-ENIG腐蚀过程中,微孔处形成含Cl-电解质薄液层,Ni与Au构成腐蚀电偶,从而加速Ni的腐蚀,最终使Cu基底裸露,造成电路板失效.     

煤气加热器断裂螺栓的失效分析

对350 MW燃气轮机发电装置煤气加热器盲板上的螺栓断裂的失效机理及其起因进行了系统性的研究. 采用一系列的微宏观表征方法,分析其化学组成、金相结构、宏观外形、微观形态和微区的化学结构. 试验结果表明:螺栓的失效主要是由其材质不良、表面加工不当、紧固力不合理以及腐蚀环境等共同作用造起的. 进一步讨论了螺栓的电偶腐蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂的相关机理,并提出相应的预防措施.     

长时腐蚀过程中异种材料连接结构的失效机理与性能弱化机制

电偶腐蚀是腐蚀环境下异种材料连接结构的重要失效形式。本文采用浸泡腐蚀试验开展了异种材料连接结构在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为研究,并通过扫描电子显微镜(SEM)和材料拉伸实验对试样的腐蚀形貌观察和力学性能测试,分析了长时腐蚀过程中异种材料连接结构的失效机理与性能弱化机制。研究结果表明,电偶因素和缝隙腐蚀因素联合作用使2A12铝合金的力学性能指标明显降低,但是对强度指标(屈服强度和断裂强度)的影响程度没有对塑性指标(延伸率和断面收缩率)的影响程度大。     

光纤光栅传感器高温粘接失效机理实验

随着耐受温度的不断提高, 高温光纤光栅在高温热结构领域的应用潜力愈发明显. 高温粘接是一种实现光纤光栅传感器应用的最简单有效的方法, 但高温环境使得高温粘接存在多种失效的可能. 通过高温拉伸和剪切实验研究了光纤光栅传感器与超高温陶瓷粘接的粘接性能, 结合断口的宏微观形貌观察研究了高温粘接的失效机理. 研究结果表明: 当温度为 500 和 650 ℃ 时, 粘接破坏是包含界面破坏和粘接剂内聚力破坏的混合破坏模式, 并且以粘接剂内聚力破坏为主; 在 800 和 1 000 ℃ 环境下, 粘接失效主要是缘于界面破坏. 在热和力的共同作用下, 粘接剂内部的孔洞逐渐扩展为裂纹, 导致抗拉强度减弱, 而单纯的高温热处理却会提高粘接性能.     

基于试验的天然气集输管道失效性机理分析

为分析天然气集输管道的腐蚀失效行为,确定集输管线腐蚀形貌特征与产物成分,查明其腐蚀失效特征、腐蚀类型及失效机理。管道失效性分析以试验研究为主要手段,通过表面宏观测量分析管道内壁的腐蚀部位及宏观特征,开展材料力学性能、显微硬度、化学成分、金相分析等试验检测管道材质。对腐蚀穿孔处取样,采用扫描电镜（SME）进行微观形貌分析,结合能谱分析(EDS)和X射线衍射（XRD）技术对腐蚀产物作进一步物相分析。结果表明：管样失效处基体化学成分和材料力学性能符合国家标准要求,金相组织正常。管道钢L245在高矿化度水环境下发生CO2腐蚀,形成疏松、多孔且带裂纹的簇状腐蚀产物,腐蚀产物主要成分为FeCO3和Fe2O4,腐蚀产物膜与金属基体结合强度低,流体介质冲刷发生剥离并加速金属溶解和腐蚀性物质扩散,形成具有自催化的电化学腐蚀。